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  • 제318회 세미나: 중국 플라스틱 쓰레기의 해양 유입에 관한 추정과 예측

  • 19.02.20
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홍선욱
동아시아 바다공동체 오션 대표
oceanook@gmail.com

 

  

2월 19일 있었던 제318회 오션 정기세미나에서는 바이 등(2018)의 '중국 플라스틱 쓰레기의 해양 유입에 관한 추정과 예측'이라는 논문을 다뤘다.

Estimation and prediction of plastic waste annual input into the sea from China
BAI Mengyu, ZHU Lixin, AN Lihui, PENG Guyu, LI Daoji*

<요약문 번역>
해양플라스틱 쓰레기는 지난 세기부터 만연해 온 이슈이다. 원인과 운명(fate)에 대한 연구는 저감 정책의 수립에 매우 중요한 역할을 한다. 그러나 중국에는 어떤 시간 규모에서 바다로 들어가는 플라스틱 쓰레기의 양에 관한 데이터가 거의 없다. 통계데이터와 정확한 원인별 모니터링 데이터를 이용하여 플라스틱 제품의 생산부터 폐기물에 이르기까지 추적하기 위해 생애주기평가에 기반한 물질흐름분석법을 이용한 모델을 수립하였다. 이 모델은 2020년까지 중국에서 바다로 들어가는 연간 플라스틱 쓰레기의 추정과 예측에 사용할 수 있다. 2011년, 중국의 바다에는 0.5473~0.7515 백만톤(즉 55만톤~75만톤)의 플라스틱 쓰레기가 들어갔고, 2017년까지는 매년 4.55% 늘어났다. 그 양은 정부 관리의 영향으로 2020년에는 26만~35만톤 가량으로 줄어들 것이다. 이 연구에서 계산한 바로는 연안에서 바다로 들어가는 플라스틱 쓰레기의 양이 강에서 유입되는 것보다 훨씬 많았다. 따라서 해양플라스틱쓰레기의 유입을 줄이기 위해 중국에서는 연안 어업(양식을 의미) 행위에 대한 협치(governance)와 통제를 더 강화하여야 한다는 것을 제안한다.

<요약문 원문>
Marine plastic debris has been a pervasive issue since the last century, and research on its sources and fates plays a vital role in the establishment of mitigation measures. However, data on the quantity of plastic waste that enters the sea on a certain timescale remain largely unavailable in China. Here, we established a model using material flow analysis method based on life cycle assessment to follow plastic product from primary plastic to plastic waste with statistical data and monitoring data from accurate sources. This model can be used to estimate and forecast the annual input of plastic waste into the sea from China until 2020. In 2011, 0.547 3–0.751 5 million tons of plastic waste entered the seas in China, with a growth rate of 4.55% per year until 2017. And the amount will decrease to 0.257 1 to 0.353 1 million tons in 2020 under the influence of governmental management. The amount of plastic waste discharged from coastal areas calculated in this study was much larger than that from river, thus it is suggested to strengthen the governance and control of plastic waste in coastal fishery activities in China in order to reduce the amount of marine plastic waste input.

<주요 내용>
플라스틱 쓰레기가 바다로 들어가는 과정을 강이나 해변, 바다에서 직접 쓰레기를 버리는 경우, 물과 바람에 따라 확산 이동되는 경우, 운송 과정이나 사고로 유실되는 경우 등 3가지로 구분하였다. 정량적인 연구로 Eriksen et al.(2014)(이 논문은 현존량에 대한 것임), Jambeck et al. (2015), Schmidt et al. (2017), Lebreton et al. (2017) 등을 찾아 볼 수 있다.  

물질흐름분석(Material Flow Analysis,MFA)은 시공간적으로 정의한 시스템 내에서 물질의 흐름과 현존량을 결정하는데 사용하는 체계적 평가수단이다. 주요 성분은 어떤 물질의 원인, 경로, 중간과 최종 유출(sink)이다. 모델 내의 모든 유입량과 현존량, 유출량이 질량보존의 법칙에 따라 균형을 이룬다. 이 연구에서는 1차 플라스틱(레진펠렛), 플라스틱 제품, 플라스틱 폐기물, 플라스틱 쓰레기(plastic waste, plastic garbage를 구분하여 사용하고 있음)에 대한 가용한 통계 데이터, 산업계 전문가의 의견, 데이터의 정확성과 실제 자료 등을 모두 활용하였다. 2011년 이전은 공식 통계가 연수입 5백만 위안 이상 기업에서만 추출한 것이고 2011년 이후는 2천만 위안 이상인 기업에서 추출한 것이어서 2011년과 2017년을 기준년도로 선택하였다. 

강에서 나가는 양은 후앙푸강(황포강)의 부유쓰레기 수거량 일일 자료를 이용하여 이 중 25%가 바다로 들어간다고 가정하였다. 선박 선원수와 선박생활쓰레기의 무게 1%, 황포강 유역의 인구를 이용하였다. 어류양식장에서 나가는 쓰레기의 양은 가두리의 발포형 부유물, 폐어망, 종사자 생활쓰레기로 구분하는데, 발포성 부유물 사용량이 제곱미터당 0.75개, 손상된 부유물의 20%가 바다로 들어간다고 보았다. 폐어망은 제곱미터당 5제곱미터의 어망을 쓰고 이중 20%는 교체되며 그 중 50%가 바다로 들어간다고 보았다. 종사자 수, 연간 작업일수, 일일 배출량은 0.8kg, 플라스틱은 생활쓰레기 무게의 1%를 차지, 양식선박의 생활쓰레기는 100% 바다로 유입된다고 보았다. 연안관광객이 버리는 양은 관광객 수, 일일쓰레기 발생량 0.29kg, 분해 안되는 쓰레기가 전체의 96% 무게 차지, 플라스틱은 26%, 플라스틱 가비지(garbage)의 10%가 바다로 들어간다는 톰슨(2007) 자료를 인용, 1년 중 180일 분주하다고 보았다. 원양어선은 현장조사를 통해 얻은 상수와 자료를 이용하였다. 어선에서 발생하는 선원들의 생활쓰레기 양, 그 중 플라스틱의 비율 1%, 이 중 50%만 바다로 들어가고 연간 180일 조업, 연간 30개의 스티로폼 박스를 유실한다고 계산, 개당 무게는 0.5kg을 적용하였다. 이렇게 얻은 바다로 들어가는 플라스틱 쓰레기의 비율 31.8%는 중간값으로 +- 5%를 범위로 주었다(26.8~36.8%). 

물질흐름분석모델은 유입량(수입, 생산, 생산된 것 중 수출 등)을 고려한 부문(Fraction A)과 플라스틱 쓰레기 발생량 중 위생처리 또는 위생처리에서 제외된 양, 바다로 들어가는 양을 고려한 부문(Fraction B)로 구성하였다. A부문은 필름, 폼, 인조피혁, 플라스틱 소모품, 기타 등 5가지 유형별로 물질흐름을 분석하였다. 각각의 상수는 2011-2017년의 신뢰할만한 통계자료를 사용하였고 각 상수는 평균과 편차를 구하였다. 모델의 질평가(Quality Assessment)를 위해 가정에서 배출되는 쓰레기 중 플라스틱의 비율 11.16%를 이용하여 실제 플라스틱 쓰레기 발생량을 정하였다. 

물질흐름분석에서 B부문은 매립, 소각, 퇴비화를 거치는 양(Harmless Treatment, HT)과 그렇지 않은 양(Non-Harmless Treatment, NHT)을 구분하였다. NHT에는 직접 바다로 들어가는 양(플라스틱 가비지의 2%, Keep America Beautiful WD, 2009), 생활쓰레기 중 NHT양과 그 중 플라스틱 비율(11.16%)을 고려하였다. 즉 NHT 중 플라스틱 가비지의 평균 비율, A부에서 추정한 최대 플라스틱 가비지 양을 이용하였다. 

본 연구에서 예측은 두 가지 조건 하에서 검토하였다. 첫 번째 조건은 외부 정책의 개입에 대한 고려 없이 물질의 흐름만 가지고 분석한 것이고 두 번째 조건은 정책의 개입 영향을 반영한 분석이다. 우선 2017년 이후에는 1차 플라스틱의 생산과 수입, 수출이 모두 증가하고 그 후에는 플라스틱 제품의 수입과 생산이 감소할 것이다. 한편 플라스틱 폐기물의 수입이 선형적으로 감소하여 2019년에는 제로가 될 것으로 보인다. 두 번 째 조건에서는 강력한 정부 정책으로 미관리 쓰레기의 분리 수거 강화 재활용 증가, 기타 규제 등의 노력이 있을 것이며, 2018년 15%, 2019년 40%, 2020년 60%까지 감소할 것으로 계산하였다.

<토론한 내용> 

1. 물질흐름분석을 이용한 방법이 설득력 있고 이 과정을 따라서 분석한다면 Jambeck et al.(2015) 보다 더 현실에 가까운 자료가 나올 것으로 생각된다. 

2. Jambeck et al. (2015)의 논문에서 중국이 육상기인 플라스틱 쓰레기 유입량 1위 국가로 지목한 후 처음으로 나온 중국측의 반박용 연구결과라고 볼 수 있다. 본 연구는 Jambeck 등의 계산값이 2~5배 과장되었다고 주장한다. Jambeck 등은 육상기인만 추정한 것이고, 이 연구는 전체를 포괄하였으므로 비교를 하려면 육상기인 양만 비교하여야 하는데 그러지 않았다. 본 연구는 너무 낮은 수치를 제시하고 있는데, 4가지 원인만 고려하였고 각 원인별 해양유입율에 주관적인 수치를 적용하였던 것이 한계이다. 

3. 이 연구에서 사용한 통계가 얼마나 신뢰할만한지 알 수 없다. 국가통계가 제대로 되어 있지 않을 가능성이 높기 때문이다. 업계에서 제출한 자료 또한 마찬가지의 가능성이 있다. 양식업에서 기인하는 양이 전체의 약 80%를 차지한다는 결론인데, 양식업에 대한 통계가 실제 제대로 나와있지 않음을 오션의 연구에서 파악한 바 있다. 

4. 오류가 매우 많고 용어의 혼돈이 논문을 이해하는 데 방해가 된다. 예를 들어 인용한 논문에서는 미관리 쓰레기 양-mismanaged-은 이 논문에서 사용하는 미관리 쓰레기 양-inadequately managed-과 다소 다른 의미이다.

 

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